Оцінка ефективності вимірювальної системи з мікротуннелем МКТ-2 для екологічного діагностування тепловозних дизелів

The article is devoted to the solution of the urgent task of reducing the duration and cost of the procedure for measuring the average operating mass emission of particulate matter with exhaust gases of a diesel engine – the standardized environmental indicator PM. The paper describes the technical characteristics and operation principle of a universal measuring system with a microtunnel MKT-2 for controlling the mass emissions of particles with exhaust gases from various types of diesel engines. The method of complex evaluation of the effectiveness of this system was developed by the criteria: accuracy of measurements, duration of sampling of particles in standardized test modes, cost-effectiveness of using MKT-2. With the help of this technique and the results of ecological tests of diesel engine 3A-6D49 of diesel locomotive TGM6 on the cycle ISO 8178-F, the efficiency of MKT-2 was conducted, as a result of which it was established that the resulting measurement error of PM is 3.1%, which corresponds to the requirements of normative documents; the duration of sampling of particles is from 1.8-2.5 minutes – in the modes of the average and nominal power of the diesel engine to 7.5 minutes – at idle; MKT-2 is characterized by a high economic efficiency of use: additional fuel costs during the ISO 8178-F cycle associated with increased sampling time of particles are negligible and amount to 0.5%. Recommendations have been developed for the improvement of MKT-2, the imple-mentation of which will reduce the duration of sampling by 3.8 times.Стаття присвячена вирішенню актуального завдання скорочення тривалості та вартості процедури вимірювання середньоексплуатаційного масового викиду твердих частинок з відпрацьованими газами тепловозного дизеля – нормованого екологічного показника PM. В роботі наведено опис технічних характеристик і принципу дії універсальної вимірювальної системи з мікротунелем МКТ-2 для контролю масових викидів твердих частинок з відпрацьованими газами дизелів різних типів. Розроблено методику комплексної оцінки ефективності даної системи за критеріями: точність вимірювань, тривалість відбору проб твердих частинок на нормованих режимах випробувань, економічна ефективність використання МКТ-2. За допомогою даної методики і результатів екологічних випробувань дизеля 3А-6Д49 тепловоза ТГМ6 за циклом ISO 8178-F проведені дослідження ефективності МКТ-2, в результаті яких встановлено: результуюча похибка вимірювань показника PM становить 3,1%, що відповідає вимогам нормативних документів; тривалості відбору проб твердих частинок на режимах випробувань складають 1,8-7,5 хв; відносне збільшення тривалості і вартості процедури екологічних випробувань дизеля є незначним і становить 0,5%. Розроблено рекомендації щодо вдосконалення МКТ-2, виконання яких дозволить скоротити тривалість відбору проб твердих частинок в 3,8 рази

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ВЫБРОСОВ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДИЗЕЛЕЙ

The article is devoted to the solution of the urgent task of reducing the duration and cost of the procedure for measuring the average operating mass emission of particulate matter with exhaust gases of a diesel engine - the standardized environmental indicator PM. The paper describes the technical characteristics and operation principle of a universal measuring system with a microtunnel MKT-2 for controlling the mass emissions of particles with exhaust gases from various types of diesel engines. The method of complex evaluation of the effectiveness of this system was developed by the criteria: accuracy of measurements, duration of sampling of particles in standardized test modes, cost-effectiveness of using MKT-2. With the help of this technique and the results of ecological tests of diesel engine 3A-6D49 of diesel locomotive TGM6 on the cycle ISO 8178-F, the efficiency of MKT-2 was conducted, as a result of which it was established that t he resulting measurement error of PM is 3.1%, which corresponds to the requirements of normative documents; the duration of sampling of particles is from 1.8-2.5 minutes - in the modes of the average and nominal power of the diesel engine to 7.5 minutes - at idle; MKT-2 is characterized by a high economic efficiency of use: additional fuel costs during the ISO 8178-F cycle associated with increased sampling time of particles are negligible and amount to 0.5%. Recommendations have been developed for the improvement of MKT-2, the implementation of which will reduce the duration of sampling by 3.8 times.Предложена концепция создания на базе компактных и мобильных мини- и микротуннелей универсальных систем экологического диагностирования транспортных дизельных двигателей, которые позволяют определять показатели массовых, удельных и среднеэксплуатационных выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей. В основе концепции лежат принципы повышения компактности, динамичности, точности и эффективности управления измерительным оборудованием. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований и разработок, которые составляют научно-практическую базу для повышения универсальности мини- и микротуннелей: математические модели: результирующей погрешности измерений выброса твердых частиц, теплового состояния газовой пробы в туннеле, комплексной оценки эффективности туннеля по критериям точности и экономической эффективности использования; методы: компенсационного отбора пробы отработавших газов, динамического контроля твердых частиц с использованием оптико-электронного чувственного элемента, ускоренного измерения выброса твердых частиц; макетные образцы:минитуннель с изокинетическим пробоотборником МТ-1, микротуннели МКТ-1 и МКТ-2, испытательные стенды для исследований тепловых процессов в туннеле, изокинетического и компенсационного режимов отбора проб отработавших газов, результаты экспериментальной отработки сертификационных процедур измерений выбросов твердых частиц автомобильных, тракторных и тепловозных дизелей